[发明专利]压裂车及其传动输送系统

说明书

技术领域

本发明涉及压裂车技术领域，特别涉及一种压裂车及其传动输送系统。

背景技术

压裂施工作业是改造油气藏的重要手段之一，对于低渗透油气井，一般需要借助于压裂作业才能达到稳产和增产的目的。压裂车是压裂施工的主要设备，它的作用是向地层内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑料（如压裂砂）挤入裂缝，以增强地层渗透率，增加油气的流动性，提高油气采收率。

目前，常见的压裂车采用“柴油发动机—液力变矩器—传动轴—压裂泵”的传动方案，在工作过程中，柴油发动机启动后，经液力变矩器变速、变矩后，通过传动轴带动压裂泵转动，以实现压裂作业；由于压裂作业所需的功率较大，因而，为了满足要求，柴油发动机的功率也要足够大（能够满足最大功率），此外，柴油发动机需要依赖于从底盘发动机取力的启动马达才能实现启动。

另外，上述传动方案中，作为输送机构的压裂泵一般采用曲轴式柱塞泵，这种压裂泵的冲次高，柱塞频繁动作频繁，需时常更换，影响施工，使用成本高，且压裂泵的输出压力、流量的覆盖范围较窄，为了提高覆盖范围，需通过更换不同缸径的液力端。

另外，上述传动方案中，由于需要选用满足最大功率的柴油发动机，当超过一定功率（如1500KW）时，所需的成本将迅速上升，选型困难，这样也造成配套的变矩器等元件选型范围窄、价格高；造成上述传动方案选型困难和成本高的另一个因素在于，在世界范围内，各个国家的压裂作业相关元件和部件的技术成熟度和产业链完善度相差较大，构成上述传动方案的柴油发动机、液力变矩器或传动轴等需要从某些国家或地区购买，这样将造成使用这种传动方案的压裂车成本高昂，且受到进口件周期和货源的限制。

另外，上述传动方案的安全冗余度（可靠性）低，一旦柴油发动机、液力变矩器和传动轴中的任一个发生故障，将造成压裂作业停止，由于压裂作业场地一般位于偏远地区，且这些部件价格昂贵、难以一次性备足，即便是在压裂作业技术发展相对成熟的国家，恢复压裂作业也需要很长时间。

因此，如何针对现有的上述不足和缺陷进行改进，以便更加适应油气开发需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种压裂车传动输送系统，以有效提高扩大输出压力和流量覆盖范围，有效降低压裂车传动输送系统相关部件的选型难度和成本，同时还有效提高压裂车传动输送系统的安全冗余度及输送机构的使用寿命。

具体而言，所述压裂车传动输送系统包括一个或多个发动机、多个油泵、控制阀组、第一输送机构和第二输送机构，其中：所述第一输送机构和所述第二输送机构均包括油缸和增压缸，所述油缸的活塞杆的伸出端设置有塞体，所述塞体可移动地设置于所述增压缸内；发动机为一个时，发动机用于驱动多个油泵，发动机为多个时，发动机用于驱动至少一个油泵；所述控制阀组用于控制所述第一输送机构中油缸和所述第二输送机构中油缸的进回油状态。

进一步地，所述压裂车传动输送系统包括第三输送机构，所述第三输送机构包括所述油缸和所述增压缸；所述控制阀组还用于控制所述第三输送机构中油缸的进回油状态。

进一步地，所述第一输送机构中的增压缸处于排出状态时，所述第二输送机构中的增压缸处于吸入状态。

进一步地，所述第一输送机构、所述第二输送机构和所述第三输送机构中，其中一个的增压缸处于排出状态时，剩余两个中的其中一个的增压缸处于吸入状态，剩余两个中的另一个的增压缸处于准备状态。

进一步地，所述发动机为多个，其中一个为压裂车底盘发动机。

进一步地，各增压缸的出口端均连接配流体。

进一步地，各输送机构的油缸的有杆腔依次连通；所述控制阀组还用于控制各油缸的无杆腔的进回油状态。

本发明的第二目的在于提供一种压裂车，以有效降低压裂车的制造成本和生产难度，同时有效提高作业性能、作业效率和可维护性。

具体而言，所述压裂车包括底盘，所述底盘的车体上设置有上述任一项所述的压裂车传动输送系统。

进一步地，所述车体上设置有支撑架，在压裂车传动输送系统未包含底盘发动机的情形下，多个发动机从前到后依次设置于所述支撑架上，各输送机构设置于所述车体与所述支撑架之间。